誘電体フィルタ

【目的】部品点数を増加させることなく、かつ、安定した結合状態を得ることを容易にする。
【構成】誘電体共振器１０ａ，１０ｂの外導体が形成される面に、外導体１２ａ，１２ｂとは絶縁された導体膜１３ａ，１３ｂを対向するように配置して形成し、組立時にそれらを接続する。内導体１１ａ，１１ｂと導体膜１３ａ，１３ｂとの間に容量が形成され、これらが直列接続された容量が結合容量となる。導体膜の寸法だけでなく、形成する位置によって結合状態を変えることもできる。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体フィルタの構造に係るもので、同軸誘電体共振器を複数個用いる誘電体フィルタの共振器間の結合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】移動通信用のフィルタ等として、誘電体フィルタが各方面で用いられている。最も一般的なものは、４分の１波長の同軸ＴＥＭ共振器を複数段接続して所望の通過帯域特性を得るものである。
【０００３】このタイプの誘電体フィルタにも大別すると、個別の共振器を複数個配列するものと、一個の誘電体ブロックに複数個の誘電体共振器を一体に形成してしまうものとがある。小型化等の面ではブロック化する方が有利な場合が多いが、多種の用途に適合するようなフィルタを必要とする場合には、個別の共振器を組み合わせる方が有利となる。本発明は、この個別共振器型の誘電体フィルタの改良に関するものである。
【０００４】個別共振器型の誘電体フィルタの共振器間の結合は、別個に誘電体基板に電極を形成して容量を構成し、各共振器の内導体をこの電極に接続して容量による結合をさせる方法が一般的である。また、誘電体共振器の外導体の一部を除去して結合窓を形成し、内導体間の容量的結合、誘導的結合を得る方法も考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような結合を得る手段には、次の様な問題がある。誘電体基板を用いて容量結合を得る場合には、部品点数が多くなるとともに小型化の上でも障害となる。また、結合窓による場合には、共振器間の組立の際の間隔の精度の問題があり、共振器間のギャップのばらつきによって結合状態が変化して、所望の特性を得ることが難しくなる。
【０００６】本発明は、部品点数を増加させることなく、また結合状態を設計通りに設定することが容易な誘電体フィルタを得ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体共振器の外導体の一部を結合用電極に転用することによって、上記の課題を解決するものである。
【０００８】すなわち、角柱形の誘電体の対向する２面を貫通する貫通孔内に内導体を、その貫通孔と平行な側面に外導体を、前記対向する面が両面とも誘電体が露出するかまたはその少なくとも一方に短絡導体を具えた誘電体共振器を貫通孔が平行となるように複数個配置し、それらの共振器間を結合させる誘電体フィルタにおいて、隣接する共振器の外導体が形成される側面の一部に外導体とは絶縁された導体膜が対向して形成され、隣接する共振器のそれらの導体膜同士が接続されたことに特徴を有するものである。
【０００９】また、円柱形の誘電体の二つの平面を貫通する貫通孔内に内導体を、その貫通孔と平行な外周面に外導体を、前記二つの平面が両面とも誘電体が露出するかまたはその少なくとも一方に短絡導体を具えた誘電体共振器を貫通孔が平行となるように複数個配置し、それらの共振器間を結合させる誘電体フィルタにおいて、隣接する共振器の外導体が形成される外周面の一部に外導体とは絶縁された導体膜が対向して形成され、隣接する共振器のそれらの導体膜同士が接続されたことに特徴を有するものである。
【００１０】
【作用】導体膜と内導体の間の容量同士が直列に接続されて結合容量が形成されるので、共振器の寸法精度、導体膜の寸法精度の制御によって容量値の制御が容易となる。
【００１１】また、導体膜の形成位置によって、容量値を任意に選択することもでき、結合状態の調整も容易となる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００１３】図１は、本発明を４分の１波長の共振器に応用した一実施例を示す分解斜視図である。直方体の誘電体による誘電体共振器10ａ、10ｂはそれぞれ貫通孔内に内導体となる導体膜11ａ、11ｂが形成され、貫通孔の露出しない四つの面には外導体となる導体膜12ａ、12ｂが形成されている。なお、図示しないが下面にも導体膜が形成され短絡端面となっている。上面には導体膜が形成されず、開放端面となっている。
【００１４】外導体となる導体膜12ａ、12ｂの一部が除去され、外導体となる導体膜12ａ、12ｂとは絶縁された導体膜13ａ、13ｂがそれぞれ形成されている。この導体膜13ａ、13ｂは二つの共振器10ａ、10ｂを組み合わせてフィルタを構成する際に、対向する位置に形成しておくが、位置を厳密に制御して一致させる必要はなく、外導体となる導体膜と接触しない範囲であれば多少ずれていても問題はない。
【００１５】図１に示した誘電体共振器10ａ、10ｂを導体膜13ａ、13ｂが接触するように配列し、接着すると、図２の正面断面図に示したように、導体膜13ａ、13ｂ同士が接続される。これによって内導体となる導体膜11ａと導体膜13ａとの間に容量が形成され、導体膜13ｂと内導体となる導体膜11ｂとの間にも容量が形成され、これらは直列に接続されたことになる。
【００１６】図３は、その等価回路を示すもので、誘電体共振器10ａと誘電体共振器10ｂとの間に結合容量Ｃ₁、Ｃ₂が直列に接続されており、それぞれの容量値は誘電体共振器の誘電体の成型等の精度、電極寸法の精度によって決定される。誘電体共振器の組立の際の間隔の誤差によっては影響を受けず、設計値通りの容量を得ることができる。
【００１７】なお、誘電体共振器における電界の分布は開放端側で最大となり、短絡端側で最小となる。したがって、図４に示すように、導体膜43を形成する位置を開放端から離して形成し、容量結合を小さくすることもできる。この場合には、導体膜43が外導体42で囲まれるように形成しておくことが望ましい。
【００１８】上記の例では二個の共振器を接続するものを示したが、三段以上の誘電体共振器を接続するものであっても適用できる。また、角柱形に限らず、円筒形の誘電体共振器を組み合わせる場合でも、外周面に導体膜を形成してこれを接続すれば、同様に容量性の結合を得ることができる。
【００１９】なお、本発明は、図５に示したように、内導体51ａ、51ｂの形成された貫通孔が露出する二つの面には誘電体を露出させた２分の１波長共振器50ａ、50ｂを組み合わせた誘電体フィルタにも利用できる。形状も角柱形だけでなく、円柱形でもよい。この場合、導体膜53ａ、53ｂは開放端面から間隔を置いて、外導体52ａ、52ｂに囲まれた位置に形成するとよい。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、部品点数を増やすことなく、簡単な構造で共振器間の結合が得られ、これによって所望のフィルタ特性を得ることが容易となる。
【００２１】また、組立精度による影響も受けないので、共振器、電極の精度を管理するのみで所望の結合容量を得ることができる。
【００２２】更に、導体膜の大きさ、位置によって、結合状態を任意に設定できるので、誘電体フィルタの設計上の自由度も増す利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の分解斜視図。
【図２】本発明の実施例の正面断面図。
【図３】その等価回路図。
【図４】本発明の他の実施例の斜視図。
【図５】本発明の他の実施例の斜視図。
【符号の説明】
10、40、50：誘電体共振器
11、41、51：導体膜（内導体）
12、42、52：導体膜（外導体）
13、43、53：導体膜

【特許請求の範囲】
【請求項１】角柱形の誘電体の対向する２面を貫通する貫通孔内に内導体を、その貫通孔と平行な側面に外導体を、前記対向する面のいずれか一方に短絡導体を具えた誘電体共振器を貫通孔が平行となるように複数個配置し、それらの共振器間を結合させる誘電体フィルタにおいて、隣接する共振器の外導体が形成される側面の一部に外導体とは絶縁された導体膜が対向して形成され、隣接する共振器のそれらの導体膜同士が接続されたことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項２】円柱形の誘電体の二つの平面を貫通する貫通孔内に内導体を、その貫通孔と平行な外周面に外導体を、前記二つの平面のいずれか一方に短絡導体を具えた誘電体共振器を貫通孔が平行となるように複数個配置し、それらの共振器間を結合させる誘電体フィルタにおいて、隣接する共振器の外導体が形成される外周面の一部に外導体とは絶縁された導体膜が対向して形成され、隣接する共振器のそれらの導体膜同士が接続されたことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項３】外導体と絶縁された導体膜が、短絡端面および開放端面から間隔を置いて配置され、その導体膜と短絡端面および開放端面との間には外導体膜が形成された請求項１または請求項２記載の誘電体フィルタ。
【請求項４】角柱形の誘電体の対向する２面を貫通する貫通孔内に内導体を、その貫通孔と平行な側面に外導体を、前記対向する２面に誘電体が露出した開放端面を具えた誘電体共振器を貫通孔が平行となるように複数個配置し、それらの共振器間を結合させる誘電体フィルタにおいて、隣接する共振器の外導体が形成される側面の一部に外導体とは絶縁された導体膜が対向して形成され、隣接する共振器のそれらの導体膜同士が接続されたことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項５】円柱形の誘電体の二つの平面を貫通する貫通孔内に内導体を、その貫通孔と平行な外周面に外導体を、前記二つの平面に誘電体が露出した開放端面を具えた誘電体共振器を貫通孔が平行となるように複数個配置し、それらの共振器間を結合させる誘電体フィルタにおいて、隣接する共振器の外導体が形成される外周面の一部に外導体とは絶縁された導体膜が対向して形成され、隣接する共振器のそれらの導体膜同士が接続されたことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項６】外導体と絶縁された導体膜が、二つの開放端面から間隔を置いて配置され、その導体膜と開放端面との間には外導体膜が形成された請求項４または請求項５記載の誘電体フィルタ。

【図１】